EPS와 XPS

[너럭바위]

요즘의 주택은 에너지 효율을 그 어느때보다 가장 우선적으로 따지는 경향이 두드러지고 있다.

국내에서 가장 많이 사용하고 있는 유기계열의 단열재로 EPS와 XPS라는 것이 있다.

왠 경량목구조에 유기단열재를 끄집어내는지 의아해 할 수도 있겠다.

하지만, 에너지효율이 높은 집을 짓기 위해 모든 단열을 목재에만 의존할 수 없는 것이 현실이다.

현재 많은 현장에 채용하고 있는 다음과 같은 벽체의 구조가 에너지효율에 있어 좋은 평가를 받지 못하고 있다.

대부분의 경량목구조에서 사용해 온 2x4, 2x6 벽체 (bottom plate 부분은 제외)

이런 식의 벽체구조는 두꺼워진다고 두꺼워진만큼 에너지효율이 나오진 않는다.

(출처: buildingscience.com)

이 벽체구조만 고효율에너지 벽체구조를 만족하는 것은 아니지만 1/2" OSB 대신 외장 단열재로 XPS가 들어가 있음을 알 수 있다.

(출처: buildingscience.com)

각각의 약자는 다음과 같다.

EPS: Expanded PolyStyrene

XPS: Extruded PolyStyrene

EPS는 비드(beads)라고 부르는 폴리스티렌 폴리머 알갱이에 열을 가하여 "부풀린(expanding)"(현장에서는 튀긴다고 한다) 셀이 닫힌 (closed cell) 단열재를 말한다. 우리가 보통 스티로폼이라고 부르는 바로 그것들이 대부분은 EPS이다.

건축분야에서는 이를 비드법단열재라고 부른다.

전형적인 EPS의 외형

EPS의 단면을 현미경으로 본 모습

XPS는 같은 폴리스티렌 폴리머를 이용해서 제작하는 것은 동일하나 "압출 공법(extrusion process)"을 이용한다. 많은 제조사들이 기존 EPS와 구분하기 위해 색을 첨가해 판매하기 때문에 보면 바로 알 수 있다.

건축분야에서는 이를 압출법단열재라고 부른다.

일명 아이소핑크라고도 부르는 XPS 단열재

XPS의 단면에서 셀 크기가 거의 일정하고 공극이 거의 없이 조직도 치밀하다.

EPS와 XPS의 가장 큰 차이점은 바로 공극이다.

EPS는 비드 자체가 팽창하면서 닫힌 셀을 갖는 것은 맞지만 비드와 비드 사이에 공극이 발생하여 상당히 많은 양의 물을 흡수할 수 있고 XPS는 물을 거의 흡수하지 않는다.

이를 쉽게 이해하려면 다음의 영상을 참조하자.

EPS(왼쪽)와 XPS(오른쪽)의 물 침투 시험

EPS의 단열 성능은 내부에 존재하는 공극 때문에 동일한 밀도의 XPS 보다는 떨어진다. 대신 접착몰탈을 이용한 부착, 고정이 용이하고 가격이 저렴하다.

XPS는 조직이 더 치밀하여 같은 밀도의 EPS에 비해 단열 성능이 우수하고 물에 대한 저항성이 아주 우수하지만 매끈한 표면 때문에 접착몰탈을 이용한 부착이나 고정은 많은 하자를 불러올 수 있다. 또, XPS의 이러한 특성은 영구적인 것이 아니고 시간이 지나면서 그 특성이 슬슬 변하기 시작하는데 종국에는 당초의 단열성능을 잃을 뿐만 아니라 물에 대한 저항성도 현저히 떨어지는 문제를 안고 있다.

공히, 석유화학제품인 관계로 화재에 취약하고 오랜시간 직사광선에 노출시 자외선으로 인한 조직파괴로 강도에 문제가 생길 수 있다

.

또한, XPS는 썹씨 70도가 넘는 경우 2차 발포가 일어날 확률이 높아 직사열기가 직접 전달될 여지가 큰 외장 단열재로는 별로 추천하지 않는다고 한다.

물론, 화재에 취약한 이러한 특성을 극복하기 위해 일부 난연 또는 불연 EPS가 출시되어 있는 상태이긴 하다.

한국패시브건축협회의 자료를 보면 외벽 단열시 EPS + 아스팔트쉬트방수를 하여 시공한 것을 알 수 있다.

또한, EPS는 생산 후 7주간 숙성 후 시공토록 권장하고 있다. 숙성 기간동안에 절단과 같은 가공도 권하지 않고 있다. 숙성기간동안 형상이 변하기 때문이다.

과연 현장에서 EPS를 7주간 숙성해서 사용할 만한 곳이 몇 곳이나 될까하는 의문도 들지만 본인이 직접 짓는 집이라면 이런 것을 염두에 두는 것이 좋을 것이다.

벽구조를 스스로 설계하거나 이해하지 않고는 Chief Architect에 그린 기본 벽체는 허구에 지나지 않기 때문에 벽체를 구성하는 재료중 EPS와 XPS에 대해 알아보았다.

참조 목록:

http://www.buildings.com/article-details/articleid/8498/title/insulation-eps-and-xps

https://www.youtube.com/watch?v=hgD0s4CDlbs

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=7

http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=147